隨著幾處勘探開發連獲重大突破，頁巖氣最近又火熱起來。我國作為儲量大國，頁巖氣可采資源量達21.8萬億立方米，目前探明率卻僅有4.79%，資源潛力巨大。在我國天然氣對外依存度不斷攀升之際，非常規天然氣頁巖氣開采的價值不言而喻。

　　我國頁巖氣面臨的問題

　　頁巖氣資源開發效益差。與北美相比，我國頁巖氣地質成藏條件價差，客觀上降低了我國頁巖氣開發的經濟效益。我國頁巖氣資源多分布在山區，地表條件復雜造成鉆探前工作量和后續地面工程的投資大幅增加，鉆機連續工作的能力差；油藏埋深在3500米以下，造成鉆井機械和液壓壓裂機械成本上升，以及相應的鉆井液、壓裂液、支撐劑等鉆化產品投入大幅增加；開發區域水資源缺乏，造成額外工作量增加，開發成本高等問題。

頁巖氣試油投產作業挑戰眾多。根據中國石油川慶鉆探鉆采工程技術研究院副院長韓烈祥的介紹：試油投產作業是頁巖氣勘探與商業開發的橋梁，主要用于對產出流體安全控制、分離計量和處理等。由于頁巖氣勘探開發特殊性，試油投產作業面臨諸多挑戰：(1)試油投產期間大量注入的液體會從井筒返出，頁巖氣液體處理量大；(2)傳統“一井一組”的試油裝備無法滿足“工廠化”作業；(3)試油投產裝備破壞嚴重，影響改造效果；(4)頁巖氣開發需要及時回收。

常規試油裝備

“工廠化”作業試油裝備

面對諸多問題與挑戰，傳統裝備已不適用于頁巖氣規模效益開發，亟需突破技術瓶頸、研制核心裝備。為此，川慶鉆探鉆采工程技術研究院項目組開展了頁巖氣試油投產裝備的持續攻關。

　　頁巖氣試油投產裝備發展歷程

很早以前川慶鉆探鉆采工程技術研究院項目組就通過國家863項目與中國石油大學柳貢慧團隊聯合研究氣體分離及回收技術并成功應用與氣體鉆井，從鉆井移植到開采不斷顯示出良好的經濟性，還可以大量減少天然氣放空或二氧化碳排放，環保貢獻更為明顯，社會效益巨大。

通過近年來的努力，形成了頁巖氣試油投產3大系列裝備共計12套裝置，實現了水資源重復利用、天然氣見氣回收投產，支撐了四川省頁巖氣產能建設。大大縮短了頁巖氣開發投資回報周期，其成果獲得了北京市科學技術一等獎。

　　頁巖氣試油投產裝備關鍵創新技術及應用

　　關鍵創新技術

1、天然氣凈化裝備實現了頁巖氣開發“見氣回收投產”

針對頁巖氣開發面臨產出流體成分復雜，凈化難度大；傳統濾網方式砂處理能力有限等問題，形成五級過濾天然氣凈化裝備，成功研制了105MPa旋流除砂器，實現了頁巖氣開發“見氣回收投產”。

2、自動化液體回收裝備助力水資源循環利用針對頁巖氣試油投產期間排出流體時間長，流量大，研制了自動一體化控壓分離計量裝置和袋式精細化過濾裝置，實現了水資源循環利用。

3、安全控制裝備為試油投產安全作業鋪平道路

針對頁巖氣試油投產期間高速流體下設備沖蝕嚴重，天然氣緊急處理等問題，研制了高抗沖蝕節流閥和密閉燃燒器，確保了作業安全。

圖為鉆井隊正在安裝封井器。 張建義 孫海忠 井楠 攝

4、技術先進性

試油投產裝備解決了頁巖氣開發中面臨的水資源消耗量大、無法及時投產、無法滿足頁巖氣高效開發等技術難題，通過國內外對標，填補了國內空白，主要技術指標達到國際同類產品水平，部分指標高于國外產品。

現場應用

該研究成果在現場廣泛應用，保障了頁巖氣的規模開發。在長寧威遠2017年已實現22億方天然氣產量，2018年預計可達到30億方產量，為下一步四川300和500億方產能建設提供了技術保障。截至目前，該試油投產裝備共在207口井進行現場應用，回收水1.25萬方，回收輸氣1.5億方。